211service.com
Mere effektive solceller
Ved at ændre den måde, konventionelle siliciumsolpaneler fremstilles på, Dag 4 energi , en startup baseret i Burnaby, British Columbia, har fundet en måde at reducere omkostningerne til solenergi med 25 procent, siger George Rubin, virksomhedens præsident.
Bedre celler: Et nyt design til solpaneler (øverst) forbedrer deres effektivitet. Hvert panel er lavet af arrays af firkantede solceller. En konventionel solcelle (nederst) kræver tykke sølvkontakter, der blokerer lyset og reducerer cellens ydeevne. Det nye design bruger en ny elektrode, der eliminerer disse sølvkontakter.
Virksomheden har udviklet en ny elektrode, der sammen med en nydesignet solcellestruktur gør det muligt for solpaneler at absorbere mere lys og operere ved en højere spænding. Dette øger effektiviteten af multikrystallinske silicium solpaneler fra en industristandard på omkring 14 procent til næsten 17 procent. På grund af denne højere effektivitet genererer Day4's solpaneler mere strøm end konventionelle paneler gør, men de vil koste det samme, siger Rubin. Han anslår, at omkostningerne pr. watt solenergi vil være omkring $3, sammenlignet med $4 for konventionelle solceller. Det vil udmønte sig i elpriser på omkring 20 cent per kilowatt-time i solrige områder, ned fra omkring 25 cent per kilowatt-time, siger han.
Andre eksperimentelle solteknologier kan føre til meget lavere priser - ja, de lover at konkurrere med de gennemsnitlige omkostninger for elektricitet i USA, som er omkring 10 cents per kilowatt-time. Men sådanne teknologier, herunder avancerede solkoncentratorer og nogle tyndfilmshalvledersolceller, vil sandsynligvis ikke være tilgængelige i årevis. Day4s teknologi kan være til salg inden for 18 måneder, siger virksomheden.
I konventionelle solpaneler er siliciumet, der omdanner lys til elektricitet, dækket af et netværk af sølvlinjer, der leder elektroner og fungerer som forbindelsespunkter til sammenlodning af de enkelte solceller, der udgør et panel. Netværket består af rækker af tynde sølvlinjer, der føres ind i tykkere ledninger kaldet busbarer. Day4 erstatter disse samleskinner med en ny elektrode, der består af rækker af fine kobbertråde belagt med et legeringsmateriale. Trådene er indlejret i et klæbemiddel og justeret på en plastikfilm. De belagte kobbertråde løber oven på og vinkelret på de tynde sølvlinjer og forbinder dem med naboceller. Den nye elektrode leder elektricitet bedre end sølvlinjerne, hvilket resulterer i mindre strømtab. Det dækker også mindre af silicium end busskinnerne, hvilket efterlader mere område til at absorbere lys.
Desuden gjorde den nye elektrode det muligt for Day4 at redesigne solceller til at absorbere mere af solspektret og konvertere dette lys til elektricitet mere effektivt. Solceller består af to lag silicium. For at lys kan omdannes til elektricitet, skal det passere gennem det første lag og nå det andet. Jo tyndere det øverste lag er, jo mere lys når det andet lag for at blive omdannet til elektricitet. I en konventionel celle aflejres sølvlinjerne og opvarmes derefter til høje temperaturer, hvilket får metallet til at diffundere ind i siliciumet. Det øverste lag skal være tykt nok til, at sølvet ikke diffunderer igennem det og skaber en kortslutning mellem solcellens lag. Ved at erstatte de store samleskinner med den nye elektrode, kunne Day4 gøre det øverste lag af solcellerne tyndere, hvilket øgede mængden af lys, der kan omdannes til elektricitet. Da sølvet kan beskadige siliciumet, øges solcellens udgangseffekt ved at erstatte det med den nye elektrode.
Teknologien lyder ret spændende, siger Travis Bradford, en solcelle-industrianalytiker med Prometheus Institut for Bæredygtig Udvikling , et energiforskningsfirma med base i Cambridge, MA. Spørgsmålet, siger Bradford, er, om virksomheden kan oversætte de seneste fremskridt fra sit laboratorium til storskalaproduktion uden at øge omkostningerne.
Day4 er allerede begyndt at producere solpaneler ved hjælp af sit nye elektrodemateriale - dog ikke dets nye solcelledesign. Virksomheden meddelte for nylig, at den har kapacitet til at producere nok solpaneler hvert år til at generere 47 megawatt elektricitet. Disse første generations paneler, som bruger konventionelle solceller, har en effektivitet på 14,7 procent. Virksomhedens næste skridt er at sætte sit nye celledesign i produktion og inkorporere disse celler i sine solpaneler med det mål at forbedre deres effektivitet til 17 procent.